JP2011069634A - 高電圧印加式不良碍子検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】高電圧を検出対象の碍子に印加し、電圧波形に基づいて碍子の良否判定を行う手法を、手動操作によるＶ吊碍子や懸垂吊碍子の抵抗測定に採用可能とする高電圧印加式不良碍子検出器を提供すること。
【解決手段】高電圧を発生させる高電圧発生手段と、検出対象の碍子金具と接触して高電圧を印加する電極と、高電圧発生手段から流れる放電電流に基づいて碍子の良否判定を行う良否判定部とを備えた不良碍子検出器であって、該高電圧発生手段は、直流高電圧電源と、主コンデンサを備え、更に該不良碍子検出器は、該電極と碍子金具とが離れたときには、該主コンデンサへの充電を行い、該電極と碍子金具とが接近した時には、該主コンデンサから電極を介して碍子金具に放電する。
【選択図】図３

Description

本発明は高電圧印加式不良碍子検出器に関するものである。

絶縁性の低下した不良碍子を検出するために使用される不良碍子検出器に関し、本願出願人は、高電圧を発生させる高電圧発生手段と、高電圧を検出対象の碍子に印加する電極と、電極間の電圧波形に基づいて碍子の良否判定を行う良否判定部とを備えた不良碍子検出器の技術を開示している（特許文献１）。

特許文献１記載の不良碍子検出器は、耐張碍子連上を自走しながら高電圧を検出対象の碍子に印加し、電圧波形に基づいて碍子の良否判定を行うものであるから、碍子表面の抵抗値に影響されることなく、高抵抗導電釉碍子（直流抵抗値が１５０〜５００ＭΩ）と、通常碍子（直流絶縁抵抗が１０００ＭΩ程度）の双方の碍子について、正確な良否判定を行うことができる利点がある。

特許文献１記載の不良碍子検出器は、走行用そりを左右の碍子連に接触させた状態で碍子連間に設置され、走行用アームの先端を左右の碍子連を形成する各碍子の笠部に接触させることにより、碍子連上を自走できるようになっており、碍子連上を自走しながら、走行用アームの動きに合わせて碍子連を構成する各碍子に高電圧を印加し、電極間の電圧波形に基づいて良否判定していく。

具体的には、走行用アームが所定位置になったことにより走行動作の停止を検出して、高電圧発生手段の作動を開始し、検出対象の碍子に電極が接触している状態で高電圧を印加する制御が行われる。

これに対し、Ｖ吊碍子や懸垂吊碍子では、その構造上、前記の自走式不良検出器を採用することができず、作業者の手動操作による不良検出が行われる。しかし、該検出器は約１０ｋｇ程度の重量を有するものであり、これを手動操作による不良検出において、高電圧発生時から高電圧を印加時にかけての所定時間、検出対象の碍子と電極が接触している状態に正確に維持することは困難であり、高電圧を検出対象の碍子に印加し、電圧波形に基づいて碍子の良否判定を行う手法は採用困難であるという問題があった。

特開２００６−１９６３８２号公報

本発明の目的は前記問題を解決し、高電圧を検出対象の碍子に印加し、放電電流に基づいて碍子の良否判定を行う手法を、手動操作によるＶ吊碍子や懸垂吊碍子に採用可能とする高電圧印加式不良碍子検出器を提供することである。

上記課題を解決するためになされた本発明の高電圧印加式不良碍子検出器は、高電圧を発生させる高電圧発生手段と、検出対象の碍子金具に高電圧を印加する電極と、高電圧発生手段から流れる放電電流に基づいて碍子の良否判定を行う良否判定部とを備えた不良碍子検出器であって、該高電圧発生手段は、直流高電圧電源と、主コンデンサを備え、更に該不良碍子検出器は、該電極と碍子金具とが離れたときには、該主コンデンサへの充電を行い、該電極と碍子金具とが接近した時には、該主コンデンサから電極を介して碍子金具に放電することを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の高電圧印加式不良碍子検出器において、該電極の動きと連動したスイッチを設けて、該電極と碍子金具とが離れたときにスイッチをオフとし、碍子表面が汚損湿潤して抵抗が下がっている状態においても確実に該主コンデンサへの充電が可能とするものである。なお、該電極と碍子金具とが接近した時には、該スイッチの接点も接近し、請求項１記載の動作と同様に該主コンデンサからスイッチおよび電極を介して碍子金具に放電する。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の高電圧印加式不良碍子検出器において、該電極の位置を検出する電極位置検出手段を備えることを特徴とするものである。

請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の高電圧印加式不良碍子検出器において、該主コンデンサから流れる電流を検出する放電電流検出回路を備え、該放電電流検出回路では、時定数の短い積分回路の出力により放電発生を検出し、時定数の長い積分回路の出力により碍子良否判定を行うことを特徴とするものである。

請求項５記載の発明は、請求項１または２記載の高電圧印加式不良碍子検出器において、該主コンデンサと該電極間（望ましくは該主コンデンサと該スイッチ間）にサージ抑制用の抵抗を直列に接続すると共にサージ抑制用コンデンサを並列接続したことを特徴とするものである。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の高電圧印加式不良碍子検出器において、直流高電圧電源に入力する電池の電流変化を検出する電源電流監視回路を有し、該電流変化が一定値以下になったことを充電完了信号として表示することを特徴とするものである。

請求項７の発明は、請求項６記載の高電圧印加式不良碍子検出器において、直流高電圧電源に入力する電池の電圧を検出する電池電圧監視回路を有し、該電圧が一定値以下の場合には、充電完了信号を表示しないことを特徴とするものである。

本発明に係る高電圧印加式不良碍子検出器は、高電圧を発生させる高電圧発生手段と、検出対象の碍子金具に高電圧を印加する電極と、放電電流に基づいて碍子の良否判定を行う良否判定部とを備えた不良碍子検出器において、該高電圧発生手段は、直流高電圧電源と、主コンデンサを備え、更に該不良碍子検出器は、該電極の動きに連動したスイッチを設けて、該電極とがいし金具が離れたときにスイッチをオフとし、該主コンデンサへの充電を行い、該電極と碍子金具とが接近したときには、該スイッチがオンとなり、該主コンデンサから電極を介して碍子金具に放電する構成とすることにより、作業者が手動で該検出器を検査対象とする碍子までに順次移動させる間に主コンデンサへの充電を行い、該検出器の電極と検査対象の碍子金具とが接近した状態で主コンデンサへの放電を行うことを可能とした。すなわち、本発明によれば、作業者の手動操作による、該不良碍子検出器の位置決めや、所定位置における静止状態維持の労力が軽減され、高電圧を検出対象の碍子に印加し放電電流に基づいて碍子の良否判定を行う手法を、手動操作によるＶ吊碍子や懸垂吊碍子の抵抗測定にも採用することができる。

本発明の高電圧印加式不良碍子検出器の側面図である。 本発明の高電圧印加式不良碍子検出器の上面図である。 本発明の高電圧印加式不良碍子検出器の概略ブロック図である。 不良碍子検出動作の説明図である。 放電発生検出および良否判定回路のブロック図である。 主コンデンサの放電電流を処理した信号である（不良碍子）。 主コンデンサの放電電流を処理した信号である（汚損健全碍子）。 主コンデンサの放電電流を処理した信号である（清浄健全碍子）。 サージ抑制用コンデンサと碍子の間にスイッチを直列接続した回路での発生電圧の解析結果である。 サージ抑制用コンデンサと抵抗の間にスイッチを直列接続した回路での発生電圧の解析結果である。 充電完了検出回路のブロック図である。 直流電流センサの出力と、充電完了検出回路の出力の相関を示すグラフである。 電池電圧監視回路の回路図である。 本発明の高電圧印加式不良碍子検出器を用いた検出作業の説明図である。

以下に本発明の好ましい実施形態を示す。
図１には、本発明の高電圧印加式不良碍子検出器の側面図を示し、図２には、本発明の高電圧印加式不良碍子検出器の上面図を示し、図３には、本発明の高電圧印加式不良碍子検出器の概略ブロック図を示している。

図１〜３に示すように、本発明の高電圧印加式不良碍子検出器には、高周波高電圧電源７および整流・昇圧部８とからなる高電圧発生手段のほか、スイッチ５、６、ニッケル水素電池などの電池９、主コンデンサ１０、良否判定部１１、サージ抑制用抵抗１２、１３、サージ抑制用コンデンサ２１などが搭載されており、電極位置が碍子金具から離れたことを光ファイバセンサ１８により検出し、該電池９を電源として高周波高電圧電源７及び整流・昇圧部８で高電圧を発生させ、主コンデンサ１０に充電を行う。

該高電圧発生手段は、高周波高電圧電源７の出力を整流・昇圧部８に入力し、直流高電圧を発生させ、主コンデンサ１０に充電するものである。

該スイッチ５、６は、樹脂製の籠型フレーム１に可動的に取り付けた２本の電極２、３が、碍子のキャップ金具４と離れた状態では、クリアランスが大きく発生電圧を耐え、直流電流が漏れることなく高電圧が充電された状態を維持する。一方、該電極２、３が碍子のキャップ金具４と接近したときには、クリアランスが小さくなり、スイッチ５、６および電極２、３と碍子のキャップ金具４間で放電し、検出対象となる碍子に高電圧が加わる。

サージ抑制用コンデンサ２１、サージ抑制用抵抗１２、１３は、電極２、３と碍子のキャップ金具４間およびスイッチ５、６で放電が生じたときに周波数の高いノイズによる良否判定部１１および高周波高電圧電源の誤動作を防ぐことを目的として取り付けられている。良否判定部１１には、電極位置、充電中および充電完了、良否判定結果を示すＬＥＤ（図示しない）を設けている。

本発明の高電圧印加式不良碍子検出器は、図１４に示すように、作業者の手動により検出対象の碍子笠部４ｂに沿って下降移動させ、電極２、３が碍子のキャップ金具４と接近したときには、前記のように、スイッチ５、６および電極２、３と碍子のキャップ金具４間で放電し、検出対象となる碍子に高電圧が印加され、該高電圧を印加した際に、主コンデンサ１０に流れる電流を良否判定部１１により検出して良否判定を行うものである。該作業者が、高電圧の充電状態を視認可能とするために、高電圧の充電中には充電中の表示がされ、充電完了時には充電完了の表示がなされる。

図４には、本発明の高電圧印加式不良碍子検出器による、不良碍子検出動作の説明図を示している。碍子への高電圧印加時に、碍子のキャップ金具４に接触していた２本の電極２、３が、キャップ金具４から離れると、スイッチ５が開状態となると同時に、高電圧発生部７に内蔵された光ファイバセンサ１８が、電極２、３とキャップ金具４が離れた状態となったことを検出する。光ファイバセンサ１８により、電極２、３とキャップ金具４が非接触状態となったことが検出されると、主コンデンサ１０への充電が開始される。なお、本発明では、主コンデンサ１０への充電時には、スイッチ５により高周波高電圧電源７と整流・昇圧部８からなる直流高電圧電源と電極２、３は絶縁状態となっているので、碍子が汚損湿潤して抵抗が下がっていても主コンデンサ１０への充電を行うことができる。

主コンデンサ１０への充電完了を確認後、作業者の手動により、該電極２、３と次の検出対象の碍子のキャップ金具４を接近させるように、該不良碍子検出器の移動を行う。電極２、３の基部はスプリングを介して籠型フレーム１に取り付けられており、電極２、３と碍子のキャップ金具４が接近すると、スイッチ５、６および電極２、３と碍子のキャップ金具間で放電が発生し、充電された主コンデンサ１０から碍子へ高電圧の印加が行われる。

図５には、主コンデンサ１０から碍子へ高電圧の印加が行われる際の放電発生検出および良否判定回路のブロック図を示している。良否判定部１１は高電圧を印加した際に主コンデンサ１０を流れる電流をＣＴ１９により検出し、電圧に変換後、時定数の短い積分回路の出力により放電発生を検出し、時定数の長い積分回路の出力により碍子良否判定を行う。図６〜８に示した電極間の電圧波形の差に基づいて碍子の良否判定を行い、表示ＬＥＤにより良否を表示する。良否判定後に、作業者が該高電圧印加式不良碍子検出器を検出対象の碍子に移動させる。検査対象とした碍子の絶縁性が維持されている場合には、図７（汚損健全碍子）および図８（清浄健全碍子）に破線で示したように、破線で示す良否判定信号は、２Ｖ以下である。一方、検査対象とした碍子の絶縁が低下している場合には、図６（不良碍子）に破線で示したように、良否判定信号が9V以上になる。したがって、良否判定信号の電圧が３Ｖ以上になったときに不良、３Ｖ未満を健全と判定することで絶縁不良に有無を判別可能である。なお、実線の放電信号が３Ｖ以上になったことを検出することで点検対象のがいしに高電圧が加わったことを判定できる。

なお、スイッチ５、６および電極２、３が放電するときに、サージ性の電流が流れ、良否判定部１１および高周波高電圧電源７に誤動作が生じることがある。誤動作対策として、ノイズ源となるスイッチ５、６および電極２、３主コンデンサ１０間に、サージ抑制用抵抗１３とサージ抑制用コンデンサ２１によるローパスフィルタを設け、良否判定部１１および高周波高電圧電源７に入るサージ電流が抑制することが好ましい。

充電完了検出に関し、交流高電圧の条件下で高精度に発生電圧を検出する方法は、検出装置が大型化するため好ましくない。そこで、本発明では、図１１に示す充電完了検出回路により、電池９から高周波高電圧電源７に流れる電池電流を処理して、充電完了を検出する方法を採用して、装置の小型軽量化を図っている。電池電流は電池の電圧によって変化するため、図１１に示す充電完了検出回路では、直流電流センサの出力位置に、抵抗１４とコンデンサ１５によるハイパスフィルタを設け、変動成分を取り出す処理を行っている。その後、高速の変動成分を除去するため、時定数１ｍｓ〜１０ｍｓの積分器を含む回路１６、１７で増幅を行い、出力が０〜０．５Ｖ程度になることを充電終了信号として検出し、該充電終了信号を良否判定部１１に設けた表示部に送信して充電完了の表示を行っている。図１２には、直流電流センサの出力と、充電完了検出回路の出力の相関を示すグラフを示している。

該電池９としては、長期に入手性を考慮して単３型ニッケル水素電池×１８直列を選択している。電池の特性上、電池電圧が１Ｖ／個以下になるような深い放電は望ましくない。このため、図１３に示す電池電圧監視回路により、電池電圧を監視している。該回路は、所定の電圧以下になった場合には、前記の充電完了検出回路で充電終了信号が検出された場合であっても、該充電終了信号を良否判定部１１に送信せず、充電完了が表示されないので作業者に電池残量が少なくなったことを知らせることができる。具体的には、例えば図１３に示すように、電池電圧が１８Ｖ以上の場合には、トランジスタＱ１がオンとなり、フォトカプラの出力（Ｏｕｔ−Ａ）が５Ｖとなる。一方、電池電圧が１８Ｖ未満の場合には、トランジスタＱ１がオフとなり、フォトカプラの出力（Ｏｕｔ−Ａ）が０Ｖとなる。なお、温度による動作電圧変化を抑制するために、電池電圧監視回路には多数のダイオードを使用することが好ましい。図１３では、温度特性に優れる５．１Ｖのツェナーダイオード、正の温度係数を示す５．６Ｖのツェナーダイオード、順方向電圧が負の温度係数を示すシリコーンダイオードを各々使用している。

図９には、該サージ抑制用コンデンサ２１と碍子の等価回路２０の間にスイッチ５を直列接続した場合に碍子２０に印加される電圧を示し、図１０には、該サージ抑制用コンデンサ２１とサージ抑制用抵抗１２の間にスイッチ５を直列接続した場合に碍子の等価回路２０に印加される電圧を示している。図９に示すように、該サージ抑制用コンデンサ２１と碍子の等価回路２０の間にスイッチ５を直列接続することにより、碍子の等価回路２０に印加される電圧が高くなり、高周波高電圧電源および整流・昇圧部７、８の電圧仕様を下げることが可能となる。

１ 籠型フレーム
２、３ 電極
４ａ 碍子のキャップ金具
４ｂ 碍子笠部
５、６ スイッチ
７ 高周波高電圧電源
８ 整流・昇圧部
９ 電池
１０ 主コンデンサ
１１ 良否判定部
１２、１３ サージ抑制用抵抗
１４ 抵抗
１５ コンデンサ
１６、１７ 時定数１ｍｓ〜１０ｍｓの積分器を含む回路
１８ 光ファイバセンサ
１９ ＣＴ
２０ 碍子の等価回路
２１ サージ抑制用コンデンサ

Claims (7)

1. 高電圧を発生させる高電圧発生手段と、検出対象の碍子金具に高電圧を印加する電極と、高電圧発生手段から流れる放電電流に基づいて碍子の良否判定を行う良否判定部とを備えた不良碍子検出器であって、該高電圧発生手段は、直流高電圧電源と、主コンデンサを備え、更に該不良碍子検出器は、該電極と碍子金具とが離れたときには、該主コンデンサへの充電を行い、該電極と碍子金具とが接近した時には、該主コンデンサから電極を介して碍子金具に放電することを特徴とする高電圧印加式不良碍子検出器。
2. 該電極の動きと連動したスイッチを設けて、該電極と碍子金具とが離れたときにスイッチをオフとし、碍子表面が汚損湿潤して抵抗が下がっている状態においても確実に該主コンデンサへの充電が可能とし、一方、該電極と碍子金具とが接近した時には、該スイッチの接点も接近し、該主コンデンサからスイッチおよび電極を介して碍子金具に放電することを特徴とする請求項１記載の高電圧印加式不良碍子検出器。
3. 該電極の位置を検出する電極位置検出手段を備えることを特徴とする請求項１または２記載の高電圧印加式不良碍子検出器。
4. 該主コンデンサから流れる電流を検出する放電電流検出回路を備え、
   該放電電流検出回路では、時定数の短い積分回路の出力により放電発生を検出し、時定数の長い積分回路の出力により碍子良否判定を行うことを特徴とする請求項１または２記載の高電圧印加式不良碍子検出器。
5. 該主コンデンサと該電極間にサージ抑制用の抵抗を直列に接続すると共にサージ抑制用コンデンサを並列接続したことを特徴とする請求項１または２記載の高電圧印加式不良碍子検出器。
6. 直流高電圧電源に入力する電池の電流変化を検出する電源電流監視回路を有し、該電流変化が一定値以下になったことを充電完了信号として表示することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の高電圧印加式不良碍子検出器。
7. 直流高電圧電源に入力する電池の電圧を検出する電池電圧監視回路を有し、該電圧が一定値以下の場合には、充電完了信号を表示しないことを特徴とする請求項６記載の高電圧印加式不良碍子検出器。
   

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